竞赛试题1-显示效果与算法

题目

低质图像的复原与增强

背景

随着信息爆炸式的发展，信息传输和存储过程中往往不可避免地经过多次压缩、转码产生低码率、低帧率的图像和视频内容，导致接收侧的终端显示设备在清晰度细节、对比度、颜色等方面损失较多画质或者引入各种噪声等artifact，因此需要经过图像、视频的复原和增强算法处理后再送显，以达到更优的效果体验。

需要解决的问题

以实时输出1080P@30HZ为目标，实现低质图像的复原与增强：

1）不限数据集；

2）不限具体的图像处理任务（可通过超分辨率、去噪、插帧、HDR对比度增强、颜色饱和度提升等手段实现不同维度的画质复原或者效果增强）。

3）可采用GPU并行加速、多线程等性能优化方法；

附图说明

关键交付件

初赛：

提交方案综述文档，需涵盖以下内容

1）相关技术的演进；

2）Stateof the art (SOTA)技术总结以及不足；

3）本方案创新性说明；

4）本方案原理以及实现说明；

5）本方案初步的性能指标或预期收益（平均单帧图像处理时间）；

复赛：

基于提供的部分测试图片集（同时含低质和高质图片），学生提交同平台（例如但不限于Titan RTX GPU 24G内存）下学术界标杆算法与本方案的仿真对比结果，衡量标准为综合考量图像主、客观效果和性能；其中客观效果指标（参考指标示例说明）采用与高质量源图片对比的PSNR、SSIM、deltaE，性能采用平均单帧图像处理时间（权重各占50%）；

其他注意事项

鼓励原创想法，如涉及到业界公开方案请提供优化说明

考察专业维度

1.图像处理算法

2.AI/数学算法

3.工程化或仿真能力

量化指标示例

竞赛试题2-数字电路类

题目

模拟显示不均补偿IP实现（demura）

背景

由于TFT整体面内特性差异等原因，显示模组会存在mura（显示不均，如附图1所示）现象，该现象的原因是OLED显示面板内不同区域OLED发光单元数字电压和最终亮度关系曲线存在差异，此时一般需要进行demura（通过补偿方法，如附图3实现灰阶和亮度曲线归一化补偿）消除相关显示不均问题，其一般流程附图2所示，通过显示拍照记录原始画面，并根据相关画面分析进行mura补偿，从而达到demura效果

需要解决的问题

附件给出了两个不同屏幕（200*200）的5个灰阶下的各像素亮度数值，请据此完成demura解决方案的开发（解决不同区域灰阶-亮度关系差异导致的显示不均问题），可以通过拟合补偿方法或补偿数据压缩方法实现更少ram开销的demura方案，并实现数字IPRTL开发（包含解压缩模块）。

1、补偿方案需要覆盖0~255灰阶；

2、mura补偿评价以补偿后灰阶数据的标准差均值为评价标准；

3、验证覆盖率>95%；

附图说明

关键交付件

初赛：算法设计方案文档及补偿后标准差均值（附件样品1及样品2各灰阶补偿后标准差均值）

复赛：①RTL代码，功能逻辑仿真验证代码及结果；②衡量指标：补偿后标准差均值（归一化，以最小标准差均值为1）*50%+硬件存储消耗（归一化，以最小存储消耗为1）*50%

其他注意事项

1、非图像处理方法完成显示不均的优化；

2、鼓励原创想法，如涉及到业界公开方案请分开说明

考察专业维度

1.数字电路开发能力

2.数学算法

附件下载

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竞赛试题3-光学类

题目

减小发光器件出光发散角的光子晶体结构设计

背景

利用光子晶体结构设计调节LED的发射模式

需要解决的问题

采用光子晶体结构，针对图中所示外延结构。设计一款100微米大小的LED器件，增强器件在垂直于器件表面的出光效率，抑制器件侧壁出光。出光角要求FWHM<30°

附图说明

关键交付件

初赛：

结构设计方案文档(通过调节材料折射率/波长/光子晶体周期/高度/顶部宽度/底部宽度/占空比/LED侧壁角度，给出包含出光效率/光形分布/光谱等输出参数的分析文档)；要求实现极致的出光角和光子晶体仿真的复杂度。

复赛：

①提交器件出光角仿真结果，以及计算过程说明（如涉及）(软件不限定）

②要求考虑工艺可行性，器件效率，量产性，给出完整的工艺流程图。

其他注意事项

鼓励原创想法，如涉及到业界公开方案请分开说明

考察专业维度

1.半导体器件专业能力

2.微纳光学结构的设计仿真能力

竞赛试题4-仿真/材料类

题目

显示胶材的瞬态力学本构搭建及其“材料配方－制备工艺”与瞬态力学响应的定量关系建模

背景

1、高分子胶材（例如OCA，其模量<100KPa）广泛应用于折叠屏显示模组中。在跌落、冲击等瞬态有限元仿真分析中，由于缺乏其在高应变率下力学性能的准确表征与参数输入，易会造成仿真模型不收敛、仿真结果精度不够，不能定量预测失效风险，优化设计方案。

2、另外，在显示胶材（例如OCA胶）的开发及应用中，对材料的分子结构、制备工艺对其宏观力、热、光学性能的影响机理和程度理解不深，需建立显示OCA等材料的“材料配方－制备工艺”与其瞬态力学响应的定量关系（QSRP），以提升材料的理解和应用能力。

（举例：1、OCA具有显著的粘弹性、以及强率相关性特性，需建立其瞬态力学响应本构以用于有限元仿真；2、OCA胶材料中的软、硬单体和交联剂的类型及配比会显著影响该力学特性，故需建立“材料配方－制备工艺”与其瞬态力学响应的定量关系）

需要解决的问题

1、基于实验数据，开发显示胶材的瞬态力学本构；

2、建立显示胶材的“材料配方－制备工艺”与其应力松弛力学响应的定量关系（QSRP）。

附图说明

关键交付件

初赛：

输入：高分子胶材的不同应变率的单轴拉伸、压缩数据和流变应力松弛、蠕变数据；材料级和简单结构级标定模型说明文档。

输出：1、高分子胶材的材料常用瞬态本构调研和选择报告，明确初赛和复赛本构选择原因；

          2、商业有限元软件集成本构参数、标定精度和稳定性评估报告（要求材料级标定模型隐式计算收敛，材料级标定精度

达到85%以上，简单结构模型标定精度70%以上）；

3、材料级标定仿真模型和简单结构级标定模型；

复赛：

输入：典型显示胶材的基础配方（含软单体、硬单体、交联剂等）和制备工艺流程和参数、基础配方合成材料的单轴拉伸、压缩数据和流变应力松弛、蠕变数据。

输出：1、自开发材料本构（非商业软件集成）拟合工具代码；

2、基于初赛输入数据拟合的本构子程序代码；

3、基于初赛输入数据简单结构级标定仿真模型（简单结构模型标定精度80%以上）和评估报告；

4、显示胶材“材料配方－制备工艺”与其应力松弛力学响应的定量关系的方案设计文档（设计文档中涵盖3-5个影响胶材力学性能的关键因子）

5、材料配方与其应力松弛力学响应的定量关系模型（基于该模型预估的胶材模量精度达到70%以上）

其他注意事项

1、鼓励原创想法，如涉及到业界公开方案请分开说明

2、需突出创新性，或者方案的可实现性。

考察专业维度

1.力学、材料实验和高分子材料学专业知识；

2.有限元软件使用能力；

3.基本编程能力及有限元软二次开发能力；

4.显示材料构效关系研究；

5.AI技术应用能力

附件下载

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初赛参考数据

复赛参考数据

交付件

①解题思路说明；②设计方案文档

复赛

①方案结果呈现，详见对应题目要求；②答辩文档

评审标准

①回收的交付件提交给组委会，隐去学校/姓名，设置一一对应的数字编号；

②按照打分表，评委集体打分统计成绩

复赛：

①从客观/主观不同维度，综合评价方案实现的完成度、创新性和效果/效率

②按照打分表，评委集体打分统计成绩